GR | 美国伊利诺伊州种植柳枝稷的经济效益如何？一个边际土地的经济学定义

 导  读 

美国伊利诺伊州种植柳枝稷的经济效益如何？一个边际土地的经济学定义

 转变土地利用方式，把种植粮食作物的土地用来种植生物能源作物，这对可持续的食物生产和能源供应具有重要的意义。然而，什么土地适宜种植粮食作物，什么土地适宜种植生物能源作物呢？为了回答这个问题，研究人员通过测算生物能源作物生产的成本与收益，来尝试确立 “经济学意义上的边际土地”的划分原则，以此促进在适宜的土地上以生物能源作物替代粮食作物种植。

 美国学者伊利诺伊大学学者DoKyoung Lee联合多个大学研究人员对比了伊利诺伊州农场种植的玉米、大豆和柳枝稷在三个农场交货价格($44 Mg^-1、$66 Mg^-1和$88 Mg^-1)的收益率，并进一步评估依据该州土壤生产力指数(SPI)估算的玉米生产在被柳枝稷生产所替代情况下的农场收益率。研究结果显示：在$88 Mg^-1价格水平上，该州很多地区种植柳枝稷这种生物能源作物的收益率会高于大豆的收益率；在$66 Mg^-1价格水平上，仅有少部分地区出现高于大豆收益率的情况。就全州而言，在$88 Mg^-1价格水平上，SPI<100的全部土地和95% 的C类土地(100<SPI<116)种植柳枝稷收益率更高，而在全部A类土地(SPI>133)和7%的B类土地(117<SPI<132)上柳枝稷收益率小于玉米。因此，该研究认为当玉米和大豆产量低、柳枝稷的价格高于$66 Mg^-1时，除了那些大豆轮作频繁的土地(玉米-大豆种植比率≤1)之外，存在一定排水问题和易侵蚀的土地可以被划分为经济学意义上的边际土地，在$88 Mg^-1价格水平上，仅有部分种植大豆的土地为边际土地，这些土地更适宜种植生物能源作物。本研究为土地利用方式从粮食作物向生物能源作物转变提供了经济学参考。

Figure 1：The corn‐soybean acres ratio for Illinois, 1999–2018

Figure 2：Income from corn, soybean, and a hypothetical corn–soybean rotation compared to switchgrass at various biomass yields using three billion‐ton report farmgate prices ($44 Mg⁻¹, $66 Mg⁻¹, $88 Mg⁻¹). The 10.45 Mg ha⁻¹ line (green) represents the annualized biomass yield calculated from field‐scale data.

Table 1：Costs of inputs for corn and soybean production in central Illinois

Table 2：Switchgrass production costs in $ ha⁻¹

Table 3：Ten‐year yields of corn and soybean (Mg ha⁻¹) from the study site compared to the average in Jersey county, IL

Table 4：Net income of switchgrass ($ ha⁻¹) at the annualized biomass field‐scale yield of 10.45 Mg ha⁻¹, and increases of 1%, 2%, 3%, and 4% as calculated under three BTR (US Department of Energy, 2016) farm‐gate prices ($44 Mg⁻¹, $66 Mg⁻¹, and $88 $ Mg⁻¹)

Table 5：Average corn and soybean yield and net income from the soil productivity index (SPI) classes in Illinois

Table 6：Size of the land in the SPI classes (ha), percentage of land profitable under switchgrass, and the anticipated decreases in corn production (×10⁶ Mg) when land under corn is set aside for switchgrass at three BTR prices ($44 Mg⁻¹, $66 Mg⁻¹, and $88 Mg⁻¹)

Figure 3：Net income from (a) corn and (b) soybean across the four Illinois soil productivity classes compared to net income from switchgrass calculated at the three farmgate switchgrass prices ($44 Mg−1, $66 Mg−1, $88 Mg−1). Vertical dotted lines show the proportion of land class where switchgrass is more profitable than corn and soybean at the predetermined switchgrass price.

Table 7：Percentage of land profitable under switchgrass relative to corn between 2009 to 2018 at the BTR farmgate prices of $66 Mg⁻¹ and $88 Mg⁻¹

Figure 4：Profitability of switchgrass ($ ha⁻¹) compared to corn at three billion‐ton report prices of (a) $44 Mg⁻¹, (b) $66 Mg⁻¹, and (c)$88 Mg⁻¹

Figure 5：Profitability of switchgrass ($ ha⁻¹) compared to soybean at three billion‐ton report prices of (a) $44 Mg⁻¹, (b) $66 Mg⁻¹, and (c) $88 Mg^-1

编译者

范玉兵    兰州大学草地农业科技学院    教授

说明：该文仅代表编译者对论文的理解，如需参考和引用相关内容，请查阅原文。

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原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.

com/doi/full/10.1002/glr2.12017

内容来源：Grassland Research（草地研究）第1卷第2期（投稿：2022-03-07；接收：2022-04-16；刊发：2022-06-15）

DOI：https://doi.org/10.1002/glr2.12017

引用格式：Namoi, N., Archer, D., Rosenstock, T. S., Jang, C., Lin, C. H., Boe, A., & Lee, D. (2022). How profitable is switchgrass in Illinois, USA? An economic definition of marginal land. Grassland Research, 1(2), 111- 122.

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期刊介绍

 Grassland Research是我国草业科学领域第一本国际学术期刊，季刊，由中国草学会和兰州大学共同主办。该刊受中国科技期刊卓越计划高起点新刊项目支持，由国际出版集团John Wiley & Sons Australia, Ltd.提供出版及宣传服务，于2022年正式创刊。

 Grassland Research论文刊发范围广，综合性强。从分子到全球变化层面，全维度聚焦草业科学及其在人类可持续发展中的作用。期刊将刊登天然草原，栽培草地、草坪和生物能源作物，以及草地生态系统三大板块的基础性和应用性研究成果、综述、论点等类型的文章。优先考虑发表青年学者优秀研究成果，期待成为青年科学家喜爱的国际学术交流主阵地。

 在创刊前三年，Grassland Research将免收版面费，以OA形式通过全球化出版平台Wiley Online Library出版。

排版｜罗郭旺

执行编辑｜王楚怡

审核｜武艳培 王新宇

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